Формирование луча является критическим процессом в ультразвуковых системах высокого разрешения, который повышает качество изображения за счет фокусировки и рулевого управления ультразвуковым лучом. Точный расчет параметров формирования луча обеспечивает оптимальную производительность системы и разрешение изображения. В этой статье рассматриваются ключевые параметры, участвующие в формировании луча, и способы их эффективного расчета.

Фундаментальные лучеобразующие параметры

Основные параметры формирования луча включают количество элементов, расстояние между элементами и скорость отбора проб. Эти параметры влияют на фокус луча, угол поворота и разрешение. Правильное установление этих значений имеет важное значение для достижения высококачественной визуализации.

Расчет количества элементов

Количество элементов в матрице преобразователя определяет направленность и разрешение луча. Он рассчитывается на основе желаемого бокового разрешения и размера диафрагмы системы. Как правило, большее количество элементов улучшает качество изображения, но увеличивает сложность системы.

Формула для числа элементов (N) является:

N = (Размер диафрагмы) / (Пространство элемента)

Определение пространства элемента

Расстояние между элементами влияет на решетки и возможности рулевого управления лучом.Для предотвращения решеточных долей расстояние должно быть меньше или равно половине длины волны ультразвуковой частоты.

Расчеты производятся:

Пространство = λ / 2

Процент выборки и расчет фокуса

Скорость отбора проб должна быть достаточной для точного захвата ультразвуковых сигналов.По теореме Найквиста она должна быть как минимум вдвое выше самой высокой частотной составляющей.

Глубина фокусировки (F) рассчитывается на основе временной задержки (t) для достижения цели и возвращения ультразвука:

F = (c × t) / 2

где c — скорость звука в ткани (~1540 м/с).